[发明专利]用于热处理细粒固体的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及在反应器(特别是流化床反应器)中化学和/或物理处 理可流体化物质的方法，在流化床反应器中通过气体供给管将热气体 引入到反应器内部，所述热气体特别是反应器上游的燃烧室的废气， 在所述燃烧室中燃料和燃烧空气在1000-1500℃的温度燃烧。此外， 本发明涉及热处理颗粒状固体的设备。

背景技术

从DE 102 60 741 A1已知如上所述的方法和相应的设备，其中温 度约1130℃的热气体在反应器上游的燃烧室中生成并被供给反应器。 然后这个热气体可以在反应器内部冷却到约750℃，例如通过与要处 理的较冷物质接触和/或通过与流态化气体混合而冷却。然而，热气体 以相对高的温度进入反应器并在所述反应器中接触待处理固体，一方 面，这可能导致局部过热，另一方面，还对反应器的构件产生大的应 力。

另外从EP 0 630 683B1已知，将热气体引入到反应器中，其中热 气体被反应器内部的固体颗粒所冷却。另外，可以在反应器中提供冷 却面板。

在一些应用中，例如在锻烧粘土时，反应器内部的温度不应超过 700℃。因此，例如对于上述方法，在这种应用中，在待处理的可流体 化物质接触显然更热的燃烧室废气时产生问题。因此，对于诸如煅烧 粘土的这种应用，不能使常规的廉价燃料诸如天然气、石油或煤直接 在反应器中燃烧。因此，只有在较低温度点燃的燃料诸如丁烷可用于 在反应器空间内部直接燃烧。然而，在较低的温度燃烧的这种燃料是 相对昂贵的。

在其它应用中，热气体被产生并在尽可能热的时候用于下游工艺 部分，以便将热引入到这些工艺部分中。

此外，其中将温度为500-1600℃、特别是1000-1500℃的热气体 引入到反应器内部的上述设备生产成本昂贵，因为燃烧室的废气或来 自其它工艺的废气要通过的气体供给管必须由耐热材料制成，例如耐 高温的钢。由于相对于设备的其它部件的大的温差，还可能出现高的 热应力。

发明内容

因此，本发明的目的是提供如上所述的方法和设备，其使用廉价 的燃料或热废气并且同时在反应器中温和地处理可流体化物质，其中 作用于反应器或构件的负载始终是有限的。

根据本发明，这个目的通过一种方法基本上得以解决，在这种方 法中将气体和/或气体供给管用冷却剂冷却，使得气体供给管的壁的温 度比背离反应器内部的气体供给管入口处的气体温度低至少50℃。换 句话说，气体和/或气体供给管用冷却剂冷却，使得反应器中的可流体 化物质被充分加热，但是反应器的构件没有承受过度的热和机械负载。 因此，通过为气体供给管填充冷却剂，尽管气体供给管中的气体温度 非常高，气体供给管仍然能够使用价格比较低廉的材料，因为对气体 供给管耐热要求较低。由于冷却，气体供给管的壁具有显著较低的温 度，特别是比气体供给管入口处的气体低至少约100℃，优选低约 150℃，因此这个有利的效果可以进一步得到增强。然而，借助于冷却， 气体供给管中的气体本身几乎不被冷却，气体供给管的反应器侧出口 处的气体大部分仅比入口处的气体低不到200℃，优选低不到100℃。

根据本发明的第一实施方案，在冷却过程中，冷却剂不能直接接 触气体供给管中的气体。这能够以最优的冷却性能使用冷却剂，而无 需考虑与热气体(例如燃烧室的废气)、和/或反应器中的待处理物质 的相互作用。

因此，可以将例如水用作冷却剂。为了简化冷却装置的构造，优 选水的温度最高为约100℃，以便没有明显的压力积聚。然而，原则 上，耐压的冷却装置也是可能的，在该冷却装置中将来自蒸汽系统或 来自上游区域的水用来冷却气体供给管和/或废气。然而，在冷却热气 体和/或气体供给管时，由于局部地仅有小的换热表面，因此蒸汽系统 也仅有小的热增量。但是，这种冷却效果足以保护气体供给管免于受 到破坏和免于经受过度的热负载。

可选择地，传热油或其它冷却剂当然也是可能的，优选将其有利 地用于设备的其它部分，例如，用于加热其它物质或作为热量回收的 次级回路。

优选地，使冷却剂通过在气体供给管内部和/或外部上形成的环形 和/或螺旋状的冷却通路。因此，不仅气体供给管中的气体、而且特别 是气体供给管的壁可以被冷却到这样的程度，从而使得气体供给管无 需使用昂贵的耐高温材料。